AMT4基因及其在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用

本发明涉及农业和生物，更具体涉及一种amt4基因及其在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用。

背景技术：

1、水稻（ oryzasati va l.）是世界上主要粮食作物之一，全球近半的人口以稻米为主食。在我国，水稻是第一大口粮作物，近年来伴随着人口逐渐增加，而水稻种植面积持续下降，为确保稻米粮食安全，提高水稻产量尤其重要。此外，随着人们生活水平的提高和稻米市场的开放，对稻谷外观和蒸煮食味等品质的要求也日益提高，特别是在国际市场上尤为突出，因此，改良稻米品质也成为育种的重要目标之一。

2、水稻产量主要由单位面积有效分蘖数，每穗粒数和千粒重三个要素构成。籽粒大小和形状既是一个稳定的农艺性状，是决定水稻产量的关键因子，又是重要的品质性状。粒重是重要的产量构成因子，粒重与粒形具高度正相关，它们均属数量性状。粒形包括籽粒的长、宽、厚、长宽比，也是重要的外观品质性状，同时还影响稻米的商品品质和加工品质（糙米率、精米率、整精米率等）。我国的国家优质稻谷标准中还规定优质釉稻品种的长宽比不能低千2.8，籽粒形状已成为育种家选育优质米品种的一个重要指标。近年来，使用分子生物学方法克隆水稻粒型基因成为研究的热点，克隆的水稻粒型基因对水稻粒型改良改良有着重要的理论和现实指导意义。

3、水稻粒形是典型的数量性状，受多基因调控，遗传基础复杂。近年来，通过gwas、qtl分解和图位克隆技术相结合的办法已经解析了多个控制水稻粒形的关键基因。例如，控制水稻粒长基因gs3和gl3.l以及控制水稻粒宽基因gw2、gw5、gs5、gw7和gw8。这些粒形基因的克隆与功能分析为基于粒形改良来提高稻米产量与品质的分子设计育种提供了理论支持。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种amt4基因及其在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种amt4基因在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用，所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，或为与seq id no.1完全互补配对的序列，或为如seq id no.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列为seq id no.2所示的核苷酸序列。

4、一种amt4基因的表达蛋白在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用，所述amt4基因的表达蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示，或如seq id no.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个氨基酸但蛋白活性相同。

5、一种抑制amt4基因表达的产品在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用，所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，或为与seq id no.1完全互补配对的序列，或为如seqid no.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列为seq id no.2所示的核苷酸序列。

6、一种调控水稻籽粒粒型、粒重的方法，其是利用基因工程技术抑制amt4基因在水稻中的表达，从而降低水稻籽粒粒宽，增加水稻籽粒粒长、长宽比及千粒重；所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，或为与seq id no.1完全互补配对的序列，或为如seqid no.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列为seq id no.2所示的核苷酸序列。

7、进一步的，上述基因工程技术是以amt4基因为目的基因，构建基因敲除载体，转化入水稻中，对水稻进行培育；所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，或为与seqid no.1完全互补配对的序列，或为如seq id no.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或添加一个或多个核苷酸且能编码相同功能蛋白质的核苷酸序列，或为编码氨基酸序列为seqid no.2所示的核苷酸序列。

8、进一步的，上述基因敲除载体是利用crispr/cas9编辑技术构建而得。

9、进一步的，上述基因敲除载体是通过农杆菌介导转化入水稻中。

10、进一步的，上述crispr/cas9编辑技术作用的靶位点的核苷酸序列如seq id no.3所示。

11、进一步的，上述靶位点的接头引物的核苷酸序列如seq id no.4和seq id no.5所示。

12、本发明的显著优点在于：

13、本发明首次揭示了水稻amt4基因的生物学功能，该基因调控水稻籽粒粒型、粒重。抑制该基因的表达，增加籽粒千粒重，增加籽粒长度，降低籽粒粒宽，增加籽粒长宽比。本发明为水稻高产育种提供了宝贵的基因资源。

技术特征：

1.amt4基因在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用，其特征在于：所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述调控是指在水稻中敲除所述amt4基因，降低水稻籽粒粒宽，增加水稻籽粒粒长、籽粒长宽比及籽粒千粒重。

3.抑制amt4基因表达的产品在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用，其特征在于：所述amt4基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

4.一种调控水稻籽粒粒型、粒重的方法，其特征在于：以核苷酸序列如seq id no.1所示的amt4基因为目的基因，构建基因敲除载体，转化入水稻中，对水稻进行培育。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基因敲除载体是利用crispr/cas9编辑技术构建而得。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基因敲除载体是通过农杆菌介导转化入水稻中。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述crispr/cas9编辑技术作用于核苷酸序列如seq id no.3所示的靶位点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述靶位点的接头引物的序列如seq idno.4和seq id no.5所示。

技术总结
本发明提供AMT4基因及其在调控水稻籽粒粒型、粒重中的应用。所述AMT4基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述AMT4基因调控水稻籽粒粒型、粒重，抑制该基因的表达，可增加水稻籽粒长度，降低籽粒宽度，增加籽粒长宽比，并增加籽粒千粒重。本发明为水稻的高产育种提供了重要的理论依据，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：胡太蛟,宋亚娜,张珊珊,林艳,李刚,王锋
受保护的技术使用者：福建省农业科学院生物技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14